FUNORTE-FACULDADES UNIDAS DO NORTE DE MINAS
NÚCLEO DE JI-PARANÁ - RO
BIOMATERIAISEMPREGADOS NAS RECONSTRUÇÕES FACIAIS
JEAN MAGALHÃES
Ji-Paraná
2014
1
JEAN MAGALHÃES
BIOMATERIAIS EMPREGADOS NAS RECONSTRUÇÕES FACIAIS
Monografia apresentada ao Programa de
Especialização
em
Cirurgia
e
Traumatologia Bucomaxilofacial do ICS –
FUNORTE NÚCLEO JI-PARANÁ, como
parte dos requisitos para obtenção do titulo
de Especialista.
ORIENTADOR:
Cordeiro
Ji-Paraná
2014
2
Prof.
Esp.
Robson
DEDICATÓRIA
Agradeço primeiramente a Deus por ter me capacitado nesta área da saúde que
tanto me traz satisfação pessoal.
Aos meus pais por terem me apoiado sempre em todas as minhas decisões
Ao meu amigo e colega de curso Andrez Carlos Valentin por ter me convencido
a trocar o curso de implante pelo de Cirurgia e Traumatologia Bucomaxilofacial quando
começamos na pós-graduação.
À minha secretária Maria Brizola Nunes que me deu foco quando pensava em
desistir da especialização por vários fatores e a minha auxiliar Odimara Paola por
imprimir mais de 1500 páginas de artigos e apostilas pra mim.
Às minhas colegas Bruna Silva e Leticia Coelho Schmadeck por prestarem um
serviço de excelência no consultório quando estou ausente.
3
RESUMO
Com as novas modalidades cirúrgicas e os diversos biomateriais quem vem
sendo desenvolvidos através dos anos, os cirurgiões acabam com uma gama muito
grande de biomateriais que podem ser empregados em reconstruções e melhorias
faciais.
Pela grande variedade de materiais o cirurgião nem sempre tem ideia do uso real
de cada biomaterial, como cada qual tem a sua propriedade e indicação é empírico que o
cirurgião conheça intimamente o biomaterial de escolha, para que possa aproveitar ao
máximo as propriedades oferecidas por cada um.
O objetivo desse trabalho é relatar através de revisão de literatura os
biomateriais comumente utilizados em reconstruções faciais, e assim serem analisados e
escolhidos sob a perspectiva de cada cirurgião. Nessa revisão veremos tópicos sobre
biocompatibilidade, biodegradabilidade e a classificação dos biomateriais quanto as
suas respostas biológicas e físicas.
4
ABSTRACT
With new surgical procedures and many who biomaterials have been developed
over the years, surgeons end up with a very large range of biomaterials that can be used
in facial reconstructions and improvements.
The variety of materials the surgeon does not always have any idea of the actual
use of each biomaterial, as each has his property and is empirical indication that the
surgeon knows intimately the biomaterial of choice, so you can make the most of the
properties offered by each one.
The aim of this study is to report through literature review biomaterials
commonly used in facial reconstructions, and thus be analyzed and chosen from the
perspective of each surgeon. In this review we will see topics on biocompatibility,
biodegradability and the classification of biomaterials as their biological and physical
esponses..
5
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 7
REVISÃO DE LITERATURA ........................................................................................ 9
1 – DEFINIÇÃO........................................................................................................... 9
2-BIOCOMPATIBILIDADE EBIODEGRADABILIDADE .................................... 10
2.1 - BIOCOMPATIBILIDADE ............................................................................ 10
2.2 - BIODEGRADABILIDADE........................................................................... 11
3 - CLASSIFICAÇÃO DOS BIOMATERIAIS ......................................................... 12
3.1 QUANTO A RESPOSTA BIOLÓGICA ......................................................... 12
3.2 - QUANTO A RESPOSTA FÍSICA .................................................................... 14
3.2.1 - METÁLICOS .............................................................................................. 14
3.2.2 - COMPÓSITOS ........................................................................................... 15
3.2.3 - NATURAIS ................................................................................................. 16
3.2.4 - BIOCERÂMICAS....................................................................................... 16
3.2.5 - POLIMÉRICOS .......................................................................................... 19
4. Tabela dos biomateriais e o seus usos mais comuns (BIOMATERIAIS, 2014) ........ 22
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ..................................................................................... 23
6. REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 24
6
INTRODUÇÃO
Desde tempos remotos a humanidade já buscava melhoras nas condições de suas
vidas. O uso dos mais variados métodos e produtos são antigos, o Papiro de Eber,
datado do reinado de Amenofis I (cerca de 1500 a.C.), contem uma lista com mais de
700 mágicas, remédios e condutas médicas nas mais diversas áreas da saúde. Acreditase ser um compendio de obras passadas (datando, talvez, mais de 3500 anos de história).
Nele temos descrições de cirurgias para realocações e implantes de tecidos além de
vários procedimentos cosméticos.
O Papiro de Eber nos mostra a sede de conhecimento que a humanidade denota
em relação ao corpo humano. A perfeição e a beleza sempre foram buscadas com
fervormas, sempre foram barradas pelas condições tecnológicas que cada era pôde
oferecer. (Alegre M.J, )
Neste trabalho abordaremos o uso dos biomateriais nas reconstruções
bucomaxilofaciais. Não podemos falar de reconstrução facial sem mencionar Sir Harold
Gillies (considerado o pai da cirurgia plástica moderna) e o Dr. Paul Tessier
(considerado pai da cirurgia craniofacial moderna) que foram homens visionários e
verdadeiros revolucionadores nas artes da saúde. (Elvio A Tuoto E.A, 2010)
A busca por materiais mais eficazes é grande e ininterrupta, a todo o momento
surgem ideias e materiais diferentes, sendo testados e recebendo suas avaliações, sendo
elas positivas ou não. Um fato que elucida o tema é o imenso avanço técnico cirúrgico
ocorrido nas guerras. 1ª e 2ª Guerras Mundiais foram as épocas em que mais se avançou
no campo das reconstruções faciais.(Jamie Condliffe, 2012)
Sir Harold não teve seu nome aclamado sem motivos, seguem abaixo algumas
fotos dos seus procedimentos de reconstruções:
7
Para reconstruir o rosto de Willie
(fotografia ao lado), em 1916,
Gillies utilizou um grande retalho
de pele proveniente do peito do
paciente
confeccionando-o
como um tubo (“pedículo com
câmara de ar”), o que assegurou
o
fornecimento
natural
de
sangue, reduziu as chances de
infecção e rejeição e consagrou
o médico militar como o pai da
cirurgia plástica moderna. Tal
procedimento é considerado a
primeira
(Imagens Históricas, Google)
cirurgia
plástica
plena reconstrução facial.
A evolução da bioengenharia é marcante e animadora, há 70 anos era
impensável o uso das proteínas morfogenéticas (apesar de ainda não serem amplamente
utilizadas por questões financeiras) que vem se mostrando como uma opção utópica nos
tratamentos de saúde da humanidade.
8
de
REVISÃO DE LITERATURA
1 – DEFINIÇÃO
Biomaterial é todo e qualquer material ou composto, natural ou artificial, não
farmáco, que substitui e/ou auxilia o organismo em várias opções de tratamento,
aumento, e substituição de suas formas ou funções. (WILLIAM, 1987)
Quando se fala de biomaterial, associar o nome aos compostos orgânicos é
automático, porém, uma grande parte dos biomateriais é de origem sintética, artificial e
mesmo tendo essa característica não perde a integrabilidade com o sistema imunológico.
A engenharia é a principal pesquisadora do tema, estando aliada a áreas da saúde
descobertas significativas vem ocorrendo com o passar dos anos e a cada pesquisa
lançada mais proveito se tira dessa linha de material. A nano-tecnologiavem sendo a
pioneira nas descobertas mais impactantes porém, pelo seu alto custo, a engenharia de
materiais e a engenharia de tecidos tem desenvolvido mais resultados condizentes com a
nossa realidade.
O processo de fabricação dos biomateriais é como o de qualquer outro. Faz-se
uma pesquisa sobre o objetivo a ser alcançado, escolhem-se os materiais base (ligas de
metal, compósitos, cerâmicas, materiais orgânicos, etc), desenvolve-se a pesquisa (tipo
de emprego dos materiais, grupos de controle, alternativas de uso, etc) e dependendo do
resultado chega-se a uma aprovação ou recusa do material.
O estudo das reações adversas no organismo é indispensável e esse estudo exige
uma minunciosa análise química, fisiológica e mecânica da relação biomaterialorganismo, sendo crucial na avaliação final do material obtido/proposto.
Obviamente a fabricação de biomateriais não é algo barato, sendo os países
desenvolvidos
os
campeões
na
apresentação
de
novos
compostos.
(AN
INTRODUCTION TO BIOMATERIALS, 1987)
Segundo SANTOS e ROSA 2011 a história dos biomateriais pode ser divida em
três fases ou gerações, não sabendo ao certo qual a mais acertada, há uma grande
divergência entre os pesquisadores.
Na 1ª Geração a funcionalidade do biomaterial é o ponto forte das pesquisas,
desde que se devolvesse a função requerida a estética não era tão importante. Foi a era
do ouro, aço, marfim, madeira, vidro...
9
Nesta geração eram utilizados materiais maioritariamente naturais. Olhos de
vidro, dentes de ouro, coroas dentárias de chumbo entre outros são aplicações
exemplificativas desta geração.
Na 2ª geração chegamos até meados do século XX com o uso das ligas de metal
como o titânio, o vanádio, o cobalto-cromo-molibidênio e os polietilenos de peso
molecular e densidade muito altos, as válvulas cardíacas e os pacemakers.
Nesta geração foram utilizados materiais mais sintéticos, com uma engenharia
extramente superior na sua formulação e emprego. Neste tempo usamos materiais que
são bio-compatíveis e bio-inertes (teoricamente seriam ignorados pelos tecidos
vizinhos, sem provocar reações inflamatórias ou infecciosas no local de implantação).
Na 3ª Geração vieram os materiais designados a superar suas geraçõesanteriores
sendo mais duradouros, estéticos, funcionais e baratos. Ainda são poucos os exemplos
no mercado, a imensa maioria ainda está em fase de testes.
Alguns exemplos desta fase são os implantes para regenerar o tecido e não
simplesmente substituí-lo, como a pele artificial (Integra® Life Science), cartilagem
para regeneração de articulações (Carticel®, GenzymeCo.), cimentos ósseos
reabsorvíeis, componentes biológicos geneticamente modificados (como células ou
proteínas morfogenéticas ósseas - BMP2) associadas com cerâmicas de fosfato de
cálcio, colagénio, superfícies de titânio com revestimentos nanométricos de cerâmicas
de fosfato de cálcio (estruturas tridimensionais de cerâmicas de fosfato de cálcio
associadas às células).
2-BIOCOMPATIBILIDADE EBIODEGRADABILIDADE
2.1 - BIOCOMPATIBILIDADE
Uma das principais barreiras encontradas no uso dos biomateriais é a famosa
rejeição.Vários são os fatores que levam ao insucesso dos mesmos (idade, estado geral
de saúde, estilo de vida, qualidade da intervenção cirúrgica, etc...) e fazem com que
cada paciente tenha uma resposta diferente frente ao emprego dos biomateriais.
Podemos definir a biocompatibilidade como o desempenho dos biomateriais e a
resposta dos tecidos vivos à presença de materiais estranhos. Em 1987 David Willians
(AN INTRODUCTION TO BIOMATERIALS, 1987) definiu: “O Biomaterial é um
material viável usado em dispositivos (médicos), projetado para interagir com sistemas
10
biológicos. A biocompatibilidade é, por sua vez , a capacidade de um material, numa
situação específica, desencadear uma resposta adequada no paciente.”
A biocompatibilidade já não representa tantos fatores restritivos quanto antes
pois, hoje a quantidade de biomateriais desenvolvidos já é muito grande. O desempenho
dos biomateriais depende da composição química, da morfologia e da macro e
microporosidade. As propriedades mais importantes são a cristalinidade, as
propriedades elásticas, a hidrofobicidade, a resistência à corrosão e ao desgaste, a cor, a
resistência térmica e as propriedades reológicas, ou seja, a viscosidade. (SANTOS e
ROSA, 2011)
2.2 - BIODEGRADABILIDADE
Os materiais biodegradáveis, como os polímeros, podem ser decompostos
naturalmente e seus produtos permanecerão dentro do corpo humano. Os materiais
biorreabsorvíveis são degradados após um período de tempo e os produtos resultantes
são atóxicos para efeitos de eliminação gradual. A degradação química ocorre de duas
formas:
Degradação hidrolítica - que ocorre simplesmente pela água;
Degradação enzimática - que ocorre principalmente pela ação de agentes biológicos,
tais como as enzimas.
As vantagens do uso de polímeros biodegradáveis em relação aos materiais
metálicos tradicionais incluem a redução da capacidade de tensão acumulada, o alívio
de dores e a eliminação da necessidade da segunda cirurgia para a remoção dos
implantes metálicos.
Por exemplo: no caso de existir uma deficiência ao nível do osso, pode ser
colocada uma prótese ajustada ao defeito com determinados valores de porosidade da
bio estrutura e ajustada ao nível da adesão com as células ósseas, de modo a que a
prótese sirva apenas de estrutura ao crescimento ósseo para que o defeito seja corrigido,
ou seja, o osso cresce à medida que a prótese se vai degenerando. Assim uma cirurgia
para a remoção desta estrutura é evitada.(SANTOS e ROSA, 2011)
11
3 - CLASSIFICAÇÃO DOS BIOMATERIAIS
Os biomateriais podem ser classificados segundo sua resposta biológica e
quanto a sua composição química.
3.1 QUANTO A RESPOSTA BIOLÓGICA
Levando-se em consideração a resposta biológica causada pelo biomaterial no
tecido hospedeiro, podemos classificá-los em:
3.1.1 - Bioinertes
São materiais menos suscetíveis a causar uma reação biológica adversa devido a
sua estabilidade química em comparação com outros materiais. Como exemplos, podese citar: carbono, alumina e zircônia (MEDICAL APPLICATIONS OF TITANIUM
AND ITS ALLOYS, 1992).
A alumina e a zircônia são mais usadas em superfícies de juntas artificiais
sujeitas à fricção por causa da sua boa resistência ao desgaste. As cerâmicas são
quimicamente muito estáveis e, portanto, muito pouco prováveis de ter uma resposta
biológica adversa. As cerâmicas bioinertes mais empregadas como biomateriais são:
cerâmicas à base de carbono, alumina e zircônia. (FERNANDES, 2009)
Bioinertes são materiais também tolerados pelo organismo, mas em que a
formação do envoltório fibroso é de espessura mínima. O material implantado libera
quantidades mínimas de produtos químicos.(LIMA, 2006)
3.1.1.1 - Bioreativos
Os metais utilizados em ortopedia e em implantodontia dominam essa classe de
materiais. No entanto, a maioria dos biomateriais metálicos não é bioreativa, ficando
mais próxima à classe dos materiais bioinertes.
A biocompatibilidade dos metais e ligas é baseada na formação de uma camada
fina e aderente de óxido estável. Cada classe de metal deve ter sua composição química
bem controlada a fim de que não haja degradação química da camada de óxido nem das
propriedades mecânicas do metal ou liga metálica.
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Os principais metais utilizados como biomateriais são divididos em três classes:
ligas ferrosas (aços inoxidáveis), ligas à base de cobalto e ligas à base de titânio. Os
metais classificados como bioreativos ficam no limite entre os materiais bioinertes e os
bioativos.
Esses metais adquirem bioatividade após um tratamento de ativação de
superfície do seu óxido. São eles o tiânio, o nióbio e o tântalo. (FERNANDES, 2009)
3.1.2 - Biotoleráveis
Materiais apenas tolerados pelo organismo, sendo separados do tecido
hospedeiro pela formação de um envoltório de tecido fibroso.Esta camada é induzida
pela liberação de compostos químicos, íons, produtos de corrosão e outros por parte do
material implantado.(FERNANDES, 2009)
A espessura da camada e sua composição dependem do tipo de material usado.
Quanto maior a espessura de tecido fibroso formado, menor a tolerabilidade dos tecidos
ao material. Os materiais bioteleráveis são praticamente todos os polímeros sintéticos
assim como a maioria dos metais.(LIMA, 2006)
3.1.3 - Bio-ativos
São aqueles materiais nos quais ocorrem ligações químicas entre material de
implante e tecido ósseo, havendo ligação direta aos tecidos vivos devido aos íons, por
exemplo, o Ca+2 e/ou PO4-2 presentes nos substitutos ósseos, que favorecem uma ligação
química com o tecido ósseo. Os principais materiais desta classe são os vidros e
vitrocerâmicas à base de fosfatos de cálcio, a hidroxiapatita e os compostos de fosfato
de cálcio.(FERNANDES, 2009)
3.1.4 –Biodegradáveis ou Reabsorviveis
Biodegradáveis ou reabsorvíveis são materiais que, após certo período de tempo
em contato com os tecidos biológicos, acabam sendo degradados, solubilizados ou
fagocitados pelo organismo. Seus produtos de degradação não são tóxicos e, portanto
são eliminados pelo metabolismo normal do paciente. Esses materiais são bastante úteis
em diversas aplicações clínicas, principalmente em implantes temporários, pois se torna
desnecessário uma nova intervenção cirúrgica para a retirada do material de implante.
Os principais exemplos desses materiais são o beta fosfato tricálcico (β-TCP) e os
polímeros poli (ácido láctico-PLA) e poli (ácido glicólico-PGA).(LIMA, 2006)
13
3.2 - QUANTO A RESPOSTA FÍSICA
3.2.1 - METÁLICOS
Na área de Saúde, metais como titânio, nióbio, tântalo, alumínio e vanádio são
os mais utilizados para reconstrução de tecidos danificados ou perdidos, particularmente
o osso.
O metal é um elemento ou liga cuja estrutura atômica cede elétrons para formar
íons positivamente carregados. Uma liga é definida como uma substância cristalina com
propriedades metálicas composta de dois ou mais elementos químicos, dos quais pelo
menos um é metal.
Os metais, em especial as ligas dentais, possuem alta condutividade térmica e
elétrica, além de alta tenacidade, dureza, resistência, elasticidade, ductilidade,
resistência à tração, à abrasão, à fratura e à fadiga.(FRANCIASCO JOSEVALDO,
2011)
3.2.1.1 - TITÂNIO E LIGAS À BASE DE TITÂNIO
O titânio possui uma combinação de alta resistência mecânica, alta resistência à
corrosão eletroquímica e resposta biológica favorável, que fazem com que ele seja o
metal mais utilizado como biomaterial.
Dentre as ligas de titânio, a liga Ti-6Al-4V(BIOMEDICAL ENGINEERING IV,
1984) é a mais utilizada em várias aplicações, incluindo aplicações biomédicas. O
titânio é um metal especial dentre os metais leves como alumínio e magnésio por sua
elevada razão resistência/peso.
O titânio é também um metal bastante reativo e em contato com ppm (parte por
milhão) de O2 ou água, forma óxido de titânio que pode ser TiO, Ti2O3 ou TiO2, que é o
mais comum. O TiO2pode apresentar diferentes estruturas cristalográficas, dentre elas,
rutilo e anatásio, podendo também ser amorfo.
Uma contribuição para a biocompatibilidade do titânio é a grande resistência à
corrosão que é conferida por seu óxido, que forma uma película contínua e aderente.
Uma outra contribuição é a sua alta constante dielétrica quando comparada com a de
outros óxidos.
KASEMO E LAUSMAA (ADVANCED BIOMATERIALS, 1985) atribuem a
alta constante dielétrica do TiO2à biocompatibilidade do titânio, já que as interações
14
entre os óxidos e as biomoléculas são elétricas e o TiO2 é catalítico para um número de
reações orgânicas e inorgânicas.
O TiO2promove forças de Van der Waals maiores do que as dos outros óxidos,
logo apresentando propriedades catalíticas em diversas reações químicas. WILLMANN
(TRIBOLOGY IN BIOMECHANICAL SYSTEMS, 1999) classifica o titânio como
bioinerte.
Por
outro
lado,
vários
autores
(KOKUBO
et
al.,TRENDS
IN
BIOMATERIALS RESEARCH 1996; SOARES et al.,MEDICINA BUCAL POR
SÍLVIO BORAKS 1997; KIM et al., 1996; YAN et al., 1996) têm demonstrado o efeito
das modificações de superfície sobre a bioatividade do titânio.
Nesses substratos, a precipitação de fosfatos de cálcio ocorre por adsorção de
íons fosfato hidratados, liberação de prótons dos íons fosfato e adsorção de cálcio pelo
fosfato. O TiO2não pode se recompor em meio anidro, causando a corrosão do metal. A
natureza, bem como a composição e espessura da camada do óxido depende das
condições do meio circunvizinho. Geralmente, em meio aquoso, o óxido presente é o
TiO2.
No entanto, pode haver uma mistura de óxidos outros como Ti2O3 e TiO.
Observações experimentais da interface tecido ósseo-Ti mostra um contato íntimo ossoimplante.
O titânio comercialmente puro não é tão resistente à fadiga quanto certos aços e
ligas de titânio. O titânio tem um módulo de elasticidade intermediário entre o do aços e
o do osso.
Sua resistência ao impacto é comparável aos aços baixo carbono temperados e
revenidos. A seleção do parâmetro de propriedades mecânicas mais relevante depende
da temperatura de trabalho. (METALS HANDBOOK, 1990A)
3.2.2 - COMPÓSITOS
Compósitos são materiais sólidos que possuem dois ou mais componentes
separados por uma interface os quais diferem em estrutura e composição. A fim de obter
uma melhor combinação, os compósitos devem exibir uma proporção significativa das
propriedades de ambas as fases dos materiais que os constituem.
15
Como exemplos podemos citar: os arcabouços porosos (osso bovino inorgânico
granulado aglutinado com colágeno hidrolisado e PLGA) e implantes dentais de titânio
com revestimento de hidroxiapatita. (FRANCIASCO JOSEVALDO, 2011)
3.2.3 - NATURAIS
Considerando a origem, os enxertos de origem natural podem ser classificados
como enxerto autógeno, alógeno e xenógeno. Os dois últimos frequentemente passam
por um processamento a fim de torná-los mais adequados ao uso clínico.
Autógeno - material retirado do próprio paciente em um outro sítio cirúrgico (ex.
calota craniana, região mentoniana, retromandibular, crista ilíaca ou tuberosidade da
maxila). Em regiões intra-orais, se pode utilizar um raspador ósseo para simplificar a
coleta do osso, reduzindo o tempo de trabalho e o desconforto ao paciente no pósoperatório. O enxerto autógeno pode necessitar de fixação com auxílio de parafusos de
titânio ou polímero absorvível. Esse tipo de enxerto evita a infecção cruzada.
(FRANCIASCO JOSEVALDO, 2011)
Alógeno - o material tem origem em um outro indivíduo da mesma espécie (ex.
banco de ossos).
Xenoenxerto - o material tem origem em um outro indivíduo de espécie diferente do
receptor (ex. osso bovino).
3.2.4 - BIOCERÂMICAS
São materiais menos suscetíveis a causar uma reação biológica adversa devido
asuaestabilidade química em comparação com outros materiais. Como exemplos, podesecitar: carbono, alumina e zircônia (DUCHEYNE E KOHN, 1992).
A alumina e azircônia são mais usadas em superfícies de juntas artificiais
sujeitas à fricção por causa da sua boa resistência ao desgaste. As cerâmicas
são quimicamente muito estáveis e, portanto, muito pouco prováveis deter uma resposta
biológica adversa.
As cerâmicas bioinertes mais empregadas comobiomateriais são: cerâmicas à
base de carbono, alumina e zircônia. (DA SILVA, MARCELO HENRIQUE PRADO,
2012)
16
3.2.4 .1 - CERÂMICAS À BASE DE CARBONO
O carbono possui similaridades com o osso em relação à rigidez e à resistência.
O grafite possui um arranjo hexagonal planar com alta energia de ligação entre átomos
no mesmo plano e baixa energia de ligação entre os planos. Essa baixa ligação entre os
planos confere um baixo módulo, próximo àquele do osso.
Há três tipos isotrópicos de carbono: pirolítico, vítreo e depositado por vapor. O
carbono pirolítico é obtido através da deposição de carbono, a partir de um leito
fluidizado, em um substrato. O leito fluidizado é formado a partir da pirólise de gás
hidrocarbônico em temperaturas na faixa de 1000-2500°C. Carbonos isotrópicos de
baixa temperatura são formados em temperaturas abaixo de 1500°C e possuem boa
resistência à fricção e ao desgaste.
Segundo DAUSKARDT (1993) tem sido feitas várias tentativas de recobrimento
de metais com carbonos isotrópicos de baixa temperatura. O fator limitante é a
propensão à fratura da camada e a decoesão da mesma do substrato. O carbono
depositado por vapor é evaporado sobre um substrato a partir de uma fonte de alta
temperatura, obtendo-se camadas de até 1µm de espessura.(DA SILVA, MARCELO
HENRIQUE PRADO, 2012)
3.2.4.2 - ALUMINA
As aluminas policristalinas de alta densidade e alta pureza são utilizadas em
cabeça de fêmur e componentes acetabulares. Além da estabilidade química e inércia
biológica, uma importante característica é a resistência à fricção e ao desgaste.
Geralmente a cabeça do fêmur é confeccionada em alumina e a articulação em
polietileno ou alumina.
As propriedades físicas e mecânicas da alumina densa são em função da pureza,
tamanho e distribuição dos grãos, das porosidades e das inclusões. A maior limitação da
alumina é que ela possui baixa tenacidade, baixa resistência à tração e à flexão. Há
ainda uma limitação dimensional quanto ao raio ótimo.
Raios de curvatura muito grandes criam uma superfície de contato muito grande,
aumentando muito a pressão de contato. Raios muito pequenos não permitem o escape
de partículas de alumina. (DA SILVA, MARCELO HENRIQUE PRADO, 2012)
17
3.2.4.3 - ZIRCÔNIA
A zircônia surgiu como alternativa à alumina por possuir maior tenacidade. A
zircônia tem estrutura monoclínica à temperatura ambiente e sofre uma transformação
isotrópica para estrutura tetragonal. Adições de óxido de ítrio (Y2O3) servem para
estabilizar a fase tetragonal à temperatura ambiente. (DA SILVA, MARCELO
HENRIQUE PRADO, 2012)
A propagação de trincas induz a transformação da fase tetragonal, que é
metaestável, na fase monoclínica. Como os grãos monoclínicos são maiores, é gerado
um campo de tensão compressivo na ponta da trinca. Esse efeito causa uma
imobilização da trinca. As melhores propriedades mecânicas em relação à alumina
permitem uma maior liberdade dimensional na confecção dos implantes (HULBERT,
1993).
3.2.4.4 - CERÂMICAS À BASE DE FOSFATO DECALCIO
Cerâmicas de fosfato de cálcio tem sido usadas há décadas para produzir osso
artificial. São produzidas em diferentes formas e, mais recentemente para recobrimento
de outros implantes. Existem os mono-, di-, tri- e tetra-fosfato de cálcio, além da
hidroxiapatita (HA) [Ca10(PO4)6(OH)2], há a β-whitlockite.
A estabilidade destas cerâmicas aumenta com o aumento da relação Ca/P.O HA,
a hidroxiapatita é a mais importante dentre os fosfatos de cálcio, pois é encontrada na
fase mineral dos tecidos duros naturais (osso, dente e esmalte).
Os grupamentos (PO4) e (OH)2 podem ser substituídos produzindo outras
apatitas, como flúor apatita, magnésio apatita, carbonato apatita, entre outras. O cálcio
pode também ser substituído por outros elementos como zinco, cobre, estrôncio, etc.
Sua síntese é bem conhecida e o processo pode resultar em HA com variadas
propriedades físico-químicas e formas. A HA é bioativa (há deposição de osso
diretamente sobre sua superfície) e pode ou não ser absorvível dependendo de seu
processo de produção e da relação Ca/P.(FRANCIASCO JOSEVALDO, 2011)
3.2.4.5 BIOVIDROS OU VIDROS BIOATIVOS
Foram desenvolvidos no início dos anos 1960 por S. D. Stookey da empresa
Cornig Glass Works. São utilizados como materiais de implantes, são materiais
18
projetados para provocar uma resposta biológica específica através de reações
controladas de superfície.
Formados por Dióxido de silício, Dióxido de Sódio, Óxido de Cálcio e
Pentóxido de Fósforo (SiO2, Na2O, CaO e P2O5), os biovidros produzem uma superfície
que propicia uma ligação mais efetiva tecido-material, tornando-os um dos materiais
bioativos mais eficientes. Uma desvantagem é o fato de ser friável. (FRANCIASCO
JOSEVALDO, 2011)
3.2.5 - POLIMÉRICOS
Os polímeros são compostos químicos orgânicos macromoleculares resultantes
da união de várias unidades menores que se repetem, os monômeros. Independente de
sua composição química, degradam sob adequadas condições.
O título de não degradável, entretanto, refere-se àqueles materiais que não
degradam durante seu uso ou por tempo muito longo após seu uso. A
biodegradabilidade de um polímero depende principalmente da cristalinidade
(alinhamento de suas cadeias poliméricas), hidrofobicidade, composição e forma do
produto.
Os polímeros podem ser sintéticos, aplicação Biomédica de Biomateriais
Poliméricos Sintéticos produzidos reação de adição ou de condensação, biológicos
(polinucleotídeos, polipeptídeos, polisacarídeos) ou modificações de polímeros naturais
(nitrocelulose, borracha vulcanizada). (FRANCIASCO JOSEVALDO, 2011)
3.2.5.1.HIDROGÉIS
Polímeros que podem absorver água pela dilatação dos seus retículos
poliméricos e que são utilizados em lentes intra-oculares, lentes de contato de pele
artificial, matriz para encapsulamento de células, matriz para liberação controlada de
drogas e matriz para crescimento de células (engenharia de tecidos).
Como exemplo podemos citar o colágeno, o poliácido acrílico eo
polietilenoglicol. (FRANCIASCO JOSEVALDO, 2011)
3.2.5.2.ÁCIDO POLILÁTICO (PLA) E POLILÁTICO-CO-GLICÓLICO (PLGA)
A forma poli-L-lático (PLLA) tem maior tempo de degradação que a mistura das
formas D e L, chamada simplesmente de PLA, podendo demorar mais que 6 anos. A
19
taxa de degradação aumenta proporcionalmente ao aumento do peso molecular do
polímero. A degradação do PLLA e PLA se dá pela via hidrolítica que promove
diminuição das propriedades mecânicas e aumento da cristalinidade.
Pouca informação existe sobre a degradação do PLA por enzimas, como a
proteinase K. Estes materiais são considerados biocompatívies embora tenha sido
relatado diminuição da proliferação celular e produção de resíduos tóxicos
possivelmente devido à produtos de degradação ácida. (FRANCIASCO JOSEVALDO,
2011)
Tem sido usado para produzir membrana sintética absorvível flexível e em
formato de anel para guiar a neoformação óssea ao redor dos implantes, bem como
placas e parafusos para fixação.(FILHO, J.R.L 2002)
3.2.5.3.POLITETRAFLUORETILENO (PTFE)
É o polímero de carbono mais conhecido, o Teflon®, com elevada cristalinidade
e densidade com baixa tensão superficial e atrito. Muito utilizada como membrana nãoreabsorvível microporosa para a regeneração tecidual guiada, mas requer um segundo
tempo cirúrgico para sua retirada.
Pode apresentar reforço de malha de titânio para produzir arcabouço utilizado na
regeneração óssea guiada.(FRANCIASCO JOSEVALDO, 2011)
3.2.5.4 POLIMETILMETACRILATO (PMMA)
Os polímerosdenominados termoplásticos ou termopolimerizáveisbaseados nos
metacrilato de metila são, usualmente, as resinas sintéticas mais usadas na ortopedia
funcional dos maxilares.
Pela suacapacidade de tomar formas complexas, através da
aplicação de calor e pressão possuem propriedadesapropriadas para sua aplicação em
aparelhosortopédicos maxilares. As resinas termoplásticas são passíveis de fusão, têm
melhor flexibilidade e propriedade de resistência.
Alguns dos fatores dos polímeros a base demetacrilato de metila para serem
aceitos no ramo são os de possuíremcaracterísticas biológicas, físicas, estéticas e
demanipulação necessárias para uso na cavidade bucal.
20
Algumas das considerações biológicas é que as resinasdeveriam ser: insípida,
inodora, não tóxica e não irritante aos tecidos adjacentes, ser completamenteinsolúvel e
impermeável aos fluidos corporais.
Nas propriedades físicas a resina deve apresentarresiliência, resistência à
compressão as forçasmastigatórias ou de impacto. Ter estabilidade dimensionalnas
condições de uso como as mudanças atemperatura e variações de carga.
Economicamente a resina deve ser de baixo custo e suaaplicação não deve requerer
equipamentos caros.(MORAIS F.A.I.et al, 2007)
3.2.5.5 POLIETILENO LINEAR DE ALTADENSIDADE
PEAD (em inglês conhecido como HDPE ou PE-HD): Polietileno de Alta
Densidade; densidade igual ou maior que 0,941 g/cm³. Tem um baixo nível de
ramificações, com alta densidade e altas forças inter-moleculares. A produção de um
bom PEAD depende da seleção do catalisador.
É resistente a altas temperaturas, tensão compressão e tração; Baixa densidade
em comparação com metais e outros materiais;Impermeável; Inerte (ao conteúdo), baixa
reatividade;Atóxico.
Um exemplo comercial é o Medpor.
21
4. Tabela dos biomateriais e o seus usos mais comuns (BIOMATERIAIS, 2014)
22
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Como a busca por inovações nunca terá um fim esse tema permanecerá sempre
em alta. Sir Gillies e Dr. Tessier são apensa dois dos alicerces que direcionaram a
cirurgia e traumatologia Bucomaxilofacial ao que ela é nos dias atuais.
A bioengenharia sempre trará novos materiais ao nosso cotidiano, fato que já
ocorre desde épocas muito antigas, seja por descobertas ao acaso ou por pesquisas
direcionadas o avanço da área é expressivo e assim será.
As gerações dos biomateriais comprovam isso. A 1ª geração, que era um tanto
artesanal, cumpria com suas obrigações de acordo com suas limitações. Na segunda
geração, na qual se encontra a maior parte dos materiais que usamos hoje, já responde
com uma melhor adaptação e emprego, além da produção em massa. A terceira geração,
na qual residem as grandes promessas ainda sobre estudos, depositamos grande
esperança e já temos casos de enorme viabilidade orgânica como mostraram as
Proteínas Morfogenéticas (BMP).
Os princípios de biocompatibilidade e biodegradabilidade são norteadores nas
pesquisas e escolhas de materiais. A partir do conhecimento de como os materiais
reagem em diferentes situações temos uma segurança maior sobre a sua aplicabilidade.
Quanto as suas classificações também existem diferenças, em relação a resposta
do biomaterial com o organismo, nesta etapa temos as diferenciações em bioativos,
biorreativos, bio-inertes, biotoleráveis e os reabsorvíveis sendo cada qual com uma
indicação diferente.
Nas abordagens cirúrgicas de reconstruções ósseas faciais os mais empregados
no Brasil são os compostos de titânio, por serem mais baratos e de mais fácil acesso.
Mas o mercado não é limitado somente aos metais, cerâmicas e polietilenos também
tem larga escala de uso e a cada dia vem conquistando mais o mercado dos biomateriais.
Grande parte desse sucesso se deve a instalação de fábricas no Brasil, que
colocam estes materiais, antes importados e de alto custo, ao alcance de uma gama
maior da população em geralpropiciando assim uma melhor resolução por
custo/benefício decada caso.
Portanto o conhecimento técnico do cirurgião é o fator decisivo na escolha do
uso de cada material. Respeitando, claro, as condições financeiras do tratamento no qual
será utilizado.
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6. REFERÊNCIAS
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<http://historyofmedicine.blogspot.com.br/2010/04/os-pais-ou-fundadores-dacirurgia.html> acessado sexta-feira, 17 de janeiro de 2014, 19:48
2. Jamie Condliffe13 de julho de 2012 às 16:55; Cirurgia plástica na Primeira Guerra
Mundial estava muito à frente de seu tempo; disponível em
<http://gizmodo.uol.com.br/cirurgia-plastica-na-primeira-guerra-mundial-estavamuito-frente-de-seu-tempo/> acessado em sexta-feira, 17 de janeiro de 2014, 19:49
3. Imagens Históricas; cirurgia plástica na primeira guerra mundial; disponível em
<http://www.imagenshistoricas.com.br/cirurgia-plastica-na-primeira-guerramundial/> acessado sexta-feira, 17 de janeiro de 2014, 19:50
4. Alegre
M.J;
Papiro
de
Ebers;
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17 de janeiro de 2014, 19:51
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06,
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6. Da Silva, Marcelo Henrique Prado; Publishedby: Henrique Rodrigues
Oliveira on Oct
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<http://pt.scribd.com/doc/111729642/Apostila-de-Biomateriais-Marcelo-HenriquePrado> acessado segunda-feira, 31 de março de 2014, 16:03:56
7. João Santos on Jun 27, 2011; Novos Materiais (Biomateriais e Compósitos);
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